Wir alle wissen, dass Raum und Zeit die grundlegenden Einheiten sind, was bedeutet, dass kein mathematischer Ausdruck ihre Beziehung zu anderen Variablen grundlegend ausdrücken kann. Aber wie wir wissen, hat der sich bewegende Stab eine kontrahierte Länge und eine dilatierte Zeit, die von der Geschwindigkeit dieses Stabs bezüglich eines Trägheitssystems abhängen, in dem die Bewegung stattfindet. Es ist also eine natürliche Frage, dass in jedem Inertialsystem nicht nur Raum- und Zeitmessungen gemessen werden müssen, sondern auch die Geschwindigkeit angegeben werden muss. Es hört sich so an, als hätten 3D-Raum und 1D-Zeit eine andere Dimension (Geschwindigkeit), die in ihre Gesamtheit aufgenommen werden muss. Geschwindigkeit ist also auch eine Form von Raum und Zeit. Also, was ist hier falsch?
Die Raumeinheiten sind Meter (und Quadratmeter und Kubikmeter).
Die Zeiteinheiten sind Sekunden.
Die Geschwindigkeitseinheiten sind Meter pro Sekunde
Die Einheiten der Geschwindigkeit sind also nicht unabhängig von den Einheiten von Raum und Zeit.
In der klassischen Mechanik können wir die Position eines Objekts nur in drei Dimensionen messen, zum Beispiel die Abstände x, y und z in einem kartesischen Bezugsrahmen. Wir können die Geschwindigkeit eines Objekts messen, indem wir messen, wie sich diese Entfernungen nach einem bestimmten Zeitintervall ändern. Wir haben nur vier Dimensionen x, y, z und t benötigt, aber zwei separate Messungen. Wir können die Länge eines Objekts mit nur einer Dimension messen - obwohl wir separate Messungen (entlang dieser einen Dimension) an jedem Ende vornehmen.
In der speziellen Relativitätstheorie ist alles Obige ebenfalls wahr und genau gleich.
Was uns die spezielle Relativitätstheorie sagt, ist, dass zwei Beobachter über die gemessene Länge eines Objekts uneins sind, wenn sich einer relativ zum Objekt bewegt und einer relativ zum Objekt stationär ist. Die Lorentz-Gleichung beschreibt, wie die Messungen dieser beiden Beobachter nicht übereinstimmen. Jeder Beobachter benötigt weiterhin nur eine räumliche Dimension, um die Länge des Objekts in seinem eigenen Bezugssystem zu messen.
Wie ich gesagt habe, sollte der Raum die Geschwindigkeit in sich selbst als zusätzliche Dimension beinhalten, und dasselbe gilt für die Zeit. Nun, wie wir sagen, wenn die Geschwindigkeit eine Form des Raums und auch der Zeit ist, dann können Raum und Zeit beide auch in Form von Geschwindigkeit ausgedrückt werden. Was nun kommt, dass wir zwei Gleichungen haben werden, eine, die die Raum-Geschwindigkeits-Beziehung und die andere Zeit-Geschwindigkeits-Beziehung ausdrückt, und wenn man diese beiden räumlichen Relativitätsausdrücke untersucht, kann man die Geschwindigkeit aus ihnen eliminieren und die einzige Realität, die zurückbleibt, und das ist die Raum-Zeit-Verschmelzung, die a ist Merkmal der Relativitätstheorie sowohl speziell als auch allgemein. Ich denke, auf diese Weise erreichen wir unsere Zufriedenheit.
Abhinav Anand
RedGrittyBrick
Abhinav Anand
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Abhinav Anand